Уявімо, що людство в особі вчених-когнітивістів та ІТ-фахівців з Техаського університету в Остіні змогло розробити декодер, який «реконструює мову на основі корових семантичних уявлень, зафіксованих за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ)». Якщо говорити без наукового жаргону, то цей декодер читає думки на основі неінвазивного сканування мозку в реальному часі. Він ще вчиться, але у нього виходить все краще і краще.

Відновити здатність говорити

Про це почали активно писати на початку травня цього року, коли згадані вчені сповістили на шпальтах Nature Neuroscience про розробку штучного інтелекту (ШІ), який «читає думки». Інформацію швидко підхопили найважливіші світові ЗМІ: NYT, National Public Radio, Euronews, NBS, The Guardian тощо.

Підписуйтесь на наш фейсбук Як запевняють у вступі автори роботи, яка має шанс увійти в аннали історії науки, «інтерфейс мозок-комп’ютер, який безперервно дешифрує мову із записів, зроблених неінвазивним методом, може мати різноманітне наукове і практичне застосування. Однак наразі неінвазивні декодери мови можуть ідентифікувати стимули лише з невеликого набору слів або фраз».

Хіба не чимось схожим користувався геніальний фізик і космолог Стівен Гокінг протягом половини свого життя, втрачаючи здатність рухатись? Коли він хотів щось сказати, він обирав літери та слова з екрану синтезатора, керованого посмикуванням м’язів його щоки. Якби його м'язи втратили здатність скорочуватися, вчений замовк би назавжди.

Вже чотири роки тому, у 2019 році (до якого геній з Кембриджа, на жаль, не дожив), був створений новий спосіб видобування мови людини безпосередньо з її мозку. Намір промовити ті чи інші слова можна зчитати з мозкових сигналів та перетворити на текст достатньо швидко, щоб людина могла не відставати від природної розмови. Ми завдячуємо цим відкриттям групі під керівництвом Едварда Чанга з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско. Робота пристрою, здатного розшифрувати набір кількох слів зі списку, полягала у виконанні щільного енцефалографічного запису. Він мав вивести з гри усі ті «забавки», якими користувався Гокінг. Однак навколопандемічний прорив у сфері розвитку ШІ відправив тогочасну новинку на звалище непотрібних речей.

Сьогодні перший автор роботи з Nature Neuroscience та аспірант Техаського університету в Остіні Джеррі Танг у медичному журналі STAT стверджує, що «розробляються дешифратори мозку, які допоможуть відновити комунікацію у людей, що втратили здатність говорити або писати. Нині більшість мозкових декодерів використовують записи з імплантованих електродів і призначені в основному для людей з порушеннями опорно-рухового апарату. Ми сподіваємося, що врешті-решт наш мозковий декодер зможе забезпечити неінвазивний варіант для людей із широким спектром комунікативних розладів».

Дійсно, розроблений у Техасі декодер, згідно з науковим описом, «генерує зрозумілі послідовності слів, які набувають значення мови, яка сприймається, уявної мови та навіть німого кіно, демонструючи, що один єдиний декодер може бути застосований для цілого ряду завдань».

Стратиграфічні карти

Потрібно знати, що коли ми збираємось щось сказати, активуються різні, але цілком конкретні зони в мозку, залежно від того, про що, з якими емоціями та на основі яких спогадів ми будуємо висловлювання. Тому слова і навіть цілі фрази мають своє місце у мозку, коли ми їх слухаємо, коли думаємо про них і коли їх вимовляємо. Зазвичай ми спочатку думаємо, а потім висловлюємо цю думку, хоча чималій кількості людей можна дорікнути, що вони говорять щось бездумне. Однак це спрощення та колоквіалізм, який нейронауки заперечують. Просто не все, про що ми думаємо, є надто розумним, тому трапляються твердження, сказані без якоїсь попередньої рефлексії.

Максимально спрощуючи роботу нового неінвазивного декодера, створеного на основі ШІ, функціональна магнітно-резонансна томографія (фМРТ) здатна з високою точністю виконати картограму ділянок мозку, які в певний момент сильно активізуються, і показувати їх за допомогою кольорових плям. На зразок стратиграфічних карт: де синій – там активність низька, де червоний – дуже висока, а решта відповідно до градієнта між зеленим, жовтим, помаранчевим... ШІ – це програма для дуже швидкого аналізу такого типу зображень, оснащена базами даних з експериментів, коли людина під час фМРТ-обстеження думала конкретно (чи принаймні запевняла), що хотіла сказати, слухала якісь висловлювання тощо. За умови, звісно, що учасник відкритий до розшифровки своїх думок, прослуховує історію, яка є для нього новою, або уявляє історію, яку потрібно було розповісти, машина генерує відповідний текст на підставі активності лише його мозку. У компіляції змістовних і граматично узгоджених висловлювань вона використовує модель трансформатора, подібну до тих, які використовують ChatGPT Open AI і Google Bard.

Навчання декодера полягає в тому, що людина, поміщена в фМРТ-сканер, протягом 16 годин слухає певні подкасти. Усе це розділено на кілька місяців сеансів відповідної тривалості, яку здатен витерпіти піддослідний, тому що під час них йому потрібно бути абсолютно нерухомим. Декодер за цим спостерігає та все аналізує. Під час самого експерименту учасники, які перебувають у сканері, повинні були не тільки слухати або обдумувати певну задану їм історію. Їх також просили переглядати чотири німі короткометражні фільми. Семантичний декодер повинен був впоратися з кожним із цих завдань, різних з точки зору роботи мозку і можливої подальшої вербалізації переживань учасника експерименту.

Важлива суть, а не слово

Цей декодер переглядав тисячі, а то й десятки тисяч наших мізків, які від активності світилися різними кольорами, і схоже, що сьогодні він може читати думки. Але є одне але... Лише (або аж) у половині випадків, коли декодер навчиться моніторити мозкову активність конкретного учасника, машина генерує текст, який близько (і іноді точно) відповідає запланованому значенню оригінального висловлювання.

Позитивний результат – це не дослівна транскрипція. Замість цього дослідники спроектували декодер таким чином, щоб він міг вловлювати суть того, про що говорить чи думає людина. Наприклад, фразу «Я не знав, кричати, плакати чи тікати» він перекладає «Залиште мене! Я сказав, залиште мене у спокої».

Результати, отримані від людей, на яких декодер не пройшов навчання, були незрозумілими та цілком даремними. Тож виявляється, що наші мовно-мозкові картограми дуже індивідуальні. Зусилля машини були марними і тоді, коли учасники, на яких декодер навчався, пізніше, наприклад, думали про щось інше, ніж те, що їм задавали.

Але те, що тут справді обурює або може обурювати, це, звісно, не питання ефективності декодера чи що, наприклад, жертва інсульту, позбавлена здатності говорити, може виявитися нездатною спілкуватися, незважаючи на наявність цього автоматичного помічника , а її «слухачі» губитимуться під час прийому повідомлення і виникатимуть непорозуміння. Тому що бути «lost in translation» – це не трагічний і не травматичний досвід. Ми ще спробуємо поговорити, і, можливо, тоді все вийде краще.

Справді моторошним для багатьох людей є те, що блискуче показано в «Солярісі» Лема, а саме здатність панувати над розумом, зчитувати його без відома чи волі людей. Саме питання соціального підпорядкування за допомогою інструментів, набагато сучасніших за мас-медіа, ще до появи новітнього декодера думок з Техасу, багатьом не давало спокійно заснути. «Ми стояли над прірвою, але зробили великий крок вперед».

Самі автори публікації в Nature Neuroscience запевняють, що «оскільки інтерфейси мозок-комп’ютер повинні поважати психологічну конфіденційність, ми перевірили, чи для успішного декодування потрібна взаємодія суб’єкта, і виявили, що взаємодія суб’єкта необхідна як для навчання, так і для використання декодера». Це означає, що їхню машину не можна використовувати, наприклад, для стеження за «думкозлочинами».

Також у згаданому вище висновку Джеррі Танг пише, що розуміє ці побоювання, і запевняє: «У той час, як наш мозок дає початок нашим розумовим процесам, ми маємо обмежене розуміння того, як більшість розумових процесів насправді закодовані в активності мозку. У результаті декодери мозку не можуть просто прочитати вміст розуму людини. Натомість вони навчаються передбачати ментальний контент. Декодер мозку нагадує словник, де з одного боку є шаблони мозкової активності, а з іншого – описи ментального контенту. Словник створюється шляхом вимірювання того, яким чином мозок людини реагує на такі подразники, як слова чи зображення».

Якби фМРТ-зображення (яке неможливе без великого, необхідного з медичної точки зору, тому важкодоступного та дорогого апарату) можна було б замінити на щось більш практичне та зручне, наприклад, функціональну ближню інфрачервону спектроскопію (fNIRS), яка вимірює, по суті, те саме, що й фМРТ, тобто активність певних ділянок мозку, але з меншою роздільною здатністю... Тоді ця річ стане доступною якщо не мільйонам, то принаймні тисячам! Чому б і ні?

«Ми хочемо бути впевненими, що люди використовують технології такого типу лише тоді, коли вони цього хочуть, і що це їм допомагає», – розповів Джеррі Танг прес-службі свого університету, яка поширила його слова на весь світ. Світ, де, з одного боку, є мільйони людей, у яких інсульти та інші хвороби забрали здатність говорити та спілкуватися, а з іншого боку, державне та корпоративне стеження досягає небачених раніше масштабів.

Джеррі Танг та його керівник Александер Гут подали патентну заявку на свій винахід. Тому вони самі вважають, що у цієї технології є майбутнє. Справа лише в тому, що, як завжди у випадку наукових проривів, етики, психологи, юристи та політики, відповідальні за законодавство, можуть прокинутися лише тоді, коли молоко вже пролилось. Питання, для чого ці пристрої можна використовувати та як захистити людську приватність, повинно бути врегульоване вже сьогодні.

– Магдалена Кавалєц-Сегонд
– переклала Марія Шевчук

TVP ТИЖНЕВИК.  Редактори та автори

Джерела:

https://www.nature.com/articles/s41593-023-01304-9
https://www.statnews.com/2023/06/08/brain-decoders-mind-reading-research-ethics-privacy/
https://medicalxpress.com/news/2023-05-brain-decoder-reveal-stories-people.html